Карбюратор и инжектор. В чём разница? Сравнение с дизелем

0

И карбюратор, и инжектор предназначены для подготовки и подачи в цилиндры бензинового двигателя топливовоздушной смеси в строго определённом соотношении в определённых режимах работы двигателя (холостые обороты, разгон, равномерное движение, переход между режимами).

Карбюратор пришёл вместе с первыми двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и представлял собой простейшее механико-гидравлическое устройство.

Изначально в бензиновых автомобилях попробовали применить аналог механического насоса высокого давления (или ТНВД) как в дизельных моторах с форсунками и прямым впрыском в цилиндры (сейчас это реальность дорогих и спортивных бензиновых машин). Но это сразу привело к взрывам бензиновых двигателей буквально в лабораториях, поскольку бензин слишком летучий, быстро и самоиспаряющийся, не горит – а взрывается в любой пропорции от любой искры, в отличие от тяжёлого дизельного топлива, которое трудно испарить, трудно распылить – а без этого оно почти не будет гореть. В общем механические ТНВД, как слишком медленные по реакции исполнения и неточные по концентрации распыла топлива в единицу времени с воздухом, никак не позволяли добиться качественного распыления бензина прямо в цилиндры двигателей, как это изначально реализовано в дизельных двигателях. Поэтому от ТНВД для бензиновых двигателей в конце 19 века отказались и пришлось буквально с нуля изобретать сложное для того времени устройство под названием “карбюратор” с внешним (вне цилиндров) приготовлением топливной смеси в нужных пропорциях бензина и воздуха в зависимости от частоты вращения рапредвалов, чтобы этот процесс синхронизировать с работой впускных клапанов цилиндров и затем этот уже газовый туман (бензина и воздуха), созданный во впускном коллекторе засасывался в цилиндры из него, где уже воспламенялся свечами накаливания и при этом газы сгорания при расширении создавали давление на поршни и совершали необходимый рабочий ход коленчатого вала, от которого работают все прочие механизмы автомобиля.

По мере развития автомобиля развивался и карбюратор. Он научился готовить смеси для разных режимов работы двигателя, запускать мотор при отрицательных температурах, отключать подачу топлива при торможении двигателя. Конструкция карбюратора всё время усложнялась и сам карбюратор, его последние массовые модификации – шедевры инженерной мысли. Бывалые водители с ностальгией называют марки «Вебер», «Соллекс».

Но такое усложнение не пошло карбюратору на пользу, он стал довольно капризным в эксплуатации, сложным в производстве. А главное его возможности в подготовке разнообразных и качественных смесей для ДВС были исчерпаны. Карбюратор стал тормозом в развитии автомобильных двигателей.

Основных тому причин несколько:

– карбюратор не герметичен по своей конструкции, поэтому в автомобилях где он установлен частенько пахнет парами бензина буквально везде, испаряющимися через воздушный фильтр + остатки из выхлопной трубы (под капотом, в салоне и в багажнике). Вспоните запахи совестких бензиновых Жигулей, Москвичей, Волг, Запорожцев, ЗИЛов и Газонов;

– кабюратор работает при слабом давлении подачи бензина от насоса, соединённого, как правило, с кулачком распредвала двигателя, поэтому бензин распыляется несовсем оптимально и не настолько мелкодисперсно, как в инжекторе

– для полного смешивания с воздухом, что в свою очередь приводит к его неполному сгоранию и часть несгоревшего бензина просто, в прямом смысле слова, вылетает в выхлопную трубу (отсюда худшая экономичность, худшая экологичность + лишние запахи);

– карбюратор почти полностью механическое устройство, а механика при всём уважении к ней и простоте её работы, не настолько быстра в своих действиях на реакции водителя на педаль акселератора (“педаль газа”). Электроника же срабатывает за доли секунд, что позволяет готовить для сгорания оптимальную смесь в любую долю секунды, отсюда в инжекторе: скорость реакции, мощь, экономия и экология + контроль состава скоревших газов и их заворачивание на догорание (в случае необходимости). При всём желании лучшый карбюратор это уровень выхлопов Евро-0, при том, что сейчас массовый стандарт Евро-4, а внедряют системы уровня Евро-5,6;

– карбюратор сложнее калибровать и настраивать, порой это искусство отдельных мастеров, иначе не добиться нужных сочетаний можности и экономичности, а если “переборщить” с обогащением горючей смеси, то могут прогореть клапаны, обгореть верхние части цилидров, уплотнительные кольца.

А есть ли плюсы у карбюратора по сравнению с инжектором, да есть, но их немного:

– дешевле в производстве и в ремонте;

– проще в устройстве;

– авто всегда заведётся;

– при любой ситуации их можно быстро разобрать, почистить (буквально продуть воздухом от насоса для подкачки шин или аналогичным компрессором), кое-как настроить и доехать до места ремонта.

По этим причинам их долгое время до последнего, пока соглашались экологи отдельных стран, использовали в армии и на технике на севере, ибо запчасти там не всегда под рукой, как и до мастерских сотни километров, а ездить и работать нужно постоянно. Но и там научились пользоваться инжекторами, завели запасы нужных деталей и эра карбюраторов в авто даже там почти закончилась, за исключением стареньких ещё эксплуатиремых автомобилей, особенно купленных из армии с хранения (УАЗы, ГАЗы, ЗИЛы, ВОЛГИ).

На смену карбюратору пришла система впрыска топлива или, как её упрощённо называют инжектор. Мозгом системы впрыска является микрокомпьютерное устройство – контроллер, который считывает с огромной скоростью (сотни и тысячи раз в секунду) показания датчиков, установленных на двигателе автомобиля, и на самом автомобиле, а затем рассчитывает, сколько бензина надо впрыснуть в цилиндры двигателя в данный момент.

Для впрыска бензина, во впускном коллекторе устанавливаются форсунки рядом с впускными клапанами, и когда клапан открывается, форсунка впрыскивает вполне определенное, рассчитанное контроллером количество бензина, которое и попадает в цилиндр двигателя.

Система впрыска может управлять режимами подготовки топливной смеси с большой точностью, что обеспечивает возможность работы двигателя в самом выгодном режиме. И если в начальный период, при своём появлении, системы впрыска были не совсем надёжны (датчики работали от 3 до 7 лет и плохо диагностировались те что выходили из строя,запчасти стоили дорого), то очень быстро качество их работы повысилось (сроки службы огромны до пробегов в 300 тыс. км, далее замены изношенных деталей и продолжение эксплуатации), а надёжность их стала поистине безукоризненной.

Водителю не надо знать, как работает инжектор, где находятся датчики, по какой программе обрабатываются данные, его дело управлять педалью акселератора, всё остальное – забота системы впрыска. Программы управления закладываются в контроллер на этапе производства автомобиля, и позволяют эксплуатировать его максимально эффективно.

Однако, можно по желанию владельца автомобиля изменить настройки программы управления двигателем, сделав т.н. «чип-тюнинг» системы впрыска, при этом двигатель может стать мощнее на 5 – 10 и даже на 15%, правда расход топлива при этом увеличится, за всё надо платить, да и ресурс двигателя от таких настроек уменьшиться. А можно, несколько снизив мощность двигателя добиться его большей экономичности и улучшения экологических характеристик. И системы диагностки инжекторов стали на порядок проще – быстро показывают что износилось (какой датчик) и что нужно поменять.

А что же карбюратор? Он доживает свои дни или годы на старых автомобилях. Даже ВАЗ прекратил выпуск карбюраторных моделей ещё в 2005 г (на экспорт они поставляли автомобили с инжекторами ещё с начала 90-х годов, по требованию местных экологов).

Устанавливать систему впрыска на карбюраторные двигатели, в принципе можно, но довольно затратно. Карбюраторы остались на лёгких мотоциклах и скутерах, простейших квадроциклах, там им пока работы вполне хватает, а также на бензиновых газонокосилках, мотоблоках, переносных генераторах тока и т.п. технике.

А в автомобилях карбюратор, достойно отслужив более века, передал эстафету своему достойному преемнику – впрыску.

Share.

Оставьте комментарий

Adblock
detector